CN105674932B - 一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪 - Google Patents

一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪 Download PDF

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Abstract

包装用塑料泡沫厚度和压缩蠕变测试，现有装置使用繁琐，针对不同标准以及材料面积需要重复配置不同载荷重量，发明了一种可适用于多个标准、操作简便的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪。测试仪采用压板双立柱导向结构，载荷可通过加载杆以及砝码进行调整，带有压板提升手柄；采用数显装置套装测量尺寸变化，数显装置套装安装于底座和悬臂一侧，测量滑块通过角形连接件与压板连接，测量滑块与压板组件同步移动，在数显装置中直接得到所测数据，数显装置有厚度和压缩变形量两种测试模式。测试仪结构简单、使用方便，可批量制造进行多个样品的压缩蠕变测试。适合于各种软质塑料泡沫样品的厚度以及压缩蠕变测试。

Description

一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪
技术领域
本发明涉及塑料泡沫的测试，主要涉及塑料泡沫的厚度以及压缩蠕变测试，特别涉及到一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪。
背景技术
塑料泡沫是常用的缓冲包装材料，在材料使用前通常先要确定其各项性能，包括静态压缩、动态压缩、振动传递特性以及压缩蠕变特性等。在这些性能测试之前，通常需要先确定材料的厚度，由于缓冲包装用塑料泡沫通常较软，所以测试时需施加一定的载荷，然后进行厚度测试：ASTM D3575中测试厚度时要求施加190±50Pa的单位载荷；ASTM D2221中要求施加0.17kPa的单位载荷；GB/T 8167、GB/T 8168、GB/T 8169以及GB/T 14745中要求施加0.2±0.02kPa的单位载荷。纸张、纸板、塑料片材和薄膜等通常都有专门的厚度测试装置，而塑料泡沫尚未发现有专用的厚度测试装置，常用的测试方式及过程为将裁切成一定规格(通常为正方形)的塑料泡沫放置在水平台面上，在其顶部放置相应的载荷重块，而后分别测试重块四个角点的尺寸取其平均值作为材料的厚度。其中ASTM D3575中没有规定蠕变测试样品的尺寸，但要求试样尺寸在(2in×2in)与(4.5in×4.5in)之间，即(50.8mm×50.8mm)与(114.3mm×114.3mm)之间；GB/T 8167、GB/T 8168和GB/T 8169的推荐样品尺寸为200mm×200mm；GB/T 14745推荐尺寸为150mm×150mm。有些情况下需根据实际的样品尺寸测试其厚度。这种测试方式测试较为繁琐，需根据测试样品的尺寸实现制作载荷重块，而且每个试样需要至少测试四次并且还需进行平均计算。
在塑料泡沫的使用性能中，压缩蠕变特性是长期使用保证对被包装物缓冲保护能力的一个主要指标，其测试的原理与上述测试厚度的过程类似，即在材料上表面放置一定的载荷重块而后观察并记录试样随时间而被压缩的数据。ASTM D3575中给出了一种压缩蠕变测试装置，测试样品置于底板和活动压板之间，加载重量由加载杆通过四根立柱支撑的导向支座加载在活动压板上，在加载重量上方安装指针式位移测试装置记录加载杆(加载重量)的数据变化，读出的数据为间接数据需要进行换算。ASTM D2221和GB/T 14745中蠕变厚度变化需要通过外置装置进行测量，操作繁琐。塑料泡沫在不同的载荷下其蠕变性能不同，因此蠕变测试时通常需要进行多个载荷下的蠕变数据，这就需要根据测试要求改变载荷：ASTM D3575中其蠕变载荷的改变是通过在加载杆的顶端放置不同的载荷重量实现的；ASTM D2221和GB/T14745也是通过在活动加载板(杆)上放置(施加)不同的载荷实现的。
专利1(ZL201420517410.9，2015.01.07，压缩蠕变试验仪)设计了一种压缩蠕变试验仪，可以同时实现三个聚氨酯硬质塑料泡沫样品进行压缩蠕变测试(GB/T 15048)，但该装置不适于不同尺寸塑料泡沫的厚度测试，也不适用于包装用大尺寸软质塑料泡沫蠕变性能的测试。
发明内容
本发明针对包装用塑料泡沫：现有的厚度测试装置使用繁琐，不同测试标准、不同面积样品需要配置不同的载荷重量进行厚度和蠕变测试使用和操作时的不便，设计了适用于多个标准、操作简便的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，主要包含底座(1)、主立柱(2)、支撑立柱(3)、压板组件(7)、加载杆(8)、导向支架(9)、套环(10)、提升手柄(15)、锁扣(16)、悬臂(18)、砝码(20)、销钉支撑套(21)和数显装置套装(30)；
所述的主立柱(2)和支撑立柱(3)安装在底座(1)上，压板组件(7)通过导向套(42)安装于主立柱(2)和支撑立柱(3)上，在主立柱(2)和支撑立柱(3)上安装有导向支架(9)，在主立柱(2)顶端安装有悬臂(18)，加载杆(8)穿过悬臂(18)的孔G(83)和导向支架(9)的加载杆导向套(48)中，并与压板组件(7)的连接套(43)相连接，悬臂(18)上的提升手柄(15)槽(73)穿过加载杆(8)端头，套环(10)安装于加载杆(8)顶端，锁扣(16)置入悬臂(18)的锁扣槽(82)中，砝码(20)置于加载杆(8)的中部台阶(52)上；
所述的数显装置套装(30)安装于底座(1)和悬臂(18)一侧，测量滑块(37)通过角形连接件(38)与压板(46)连接，测量滑块(37)与压板组件(7)同步移动。
本发明的有益效果是：1)同时实现包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变两种模式的测试，压缩蠕变测试时无需再用另外装置测试材料厚度；2)操作简单，根据测试标准以及被测样品的面积，计算合适的砝码组合，实时得到测试数据，适合于不同标准和不同尺寸塑料泡沫的厚度及压缩蠕变测试；3)带有压板提升装置，方便的样品的放置；4)装置结构简单制作成本低，可根据需要批量制作一次完成多个样品测试。
附图说明
图1是本发明一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪的示意图。
图2是图1的分解示意图。
图3是图1中压板组件(7)提升操作示意图。
图4是压板组件(7)的结构示意图。
图5是导向支架(9)的结构示意图。
图6是加载杆(8)的结构示意图。
图7是套环(10)的结构示意图。
图8是提升手柄(15)的结构示意图。
图9是悬臂(18)的结构示意图。
图10是实施例一厚度测试示意图。
图11是实施例二蠕变测试示意图。
图中：1.底座，2.主立柱，3.支撑立柱，4.螺栓A，5.螺母A，6.销钉，7.压板组件，8.加载杆，9.导向支架，10.套环，11.螺母B，12.螺母C，13.螺栓B，14.螺母D，15.提升手柄，16.锁扣，17.螺母E,18.悬臂，19.螺母F，20.砝码，21.销钉支撑套，22.样品，23.刻度，30.数显装置套装，31.数显底座，32.螺栓C，33.数显装置，34.数显尺，35.数据线，36.螺母G，37.测量滑块，38.角形连接件，38.螺母G，39.螺栓E，40.螺栓D，41.螺栓F，42.导向套，43.连接套，44.长槽，45.连接板，46.压板，47.孔A，48.加载杆导向套，49.孔B，50.孔C，51.螺纹端，52.台阶，53.孔D，54.孔E，61.圆管，62.凸轮形杆，71.手柄杆，72.连接孔，73.槽，81.孔F，82.锁扣槽，83.孔G，84.手柄固定座，85.横梁数显座，86.螺纹孔。
具体实施方式
参照附图1和附图2，一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，包含底座(1)、主立柱(2)、支撑立柱(3)、螺栓A(4)、螺母A(5)、销钉(6)、压板组件(7)、加载杆(8)、导向支架(9)、套环(10)、提升手柄(15)、锁扣(16)、悬臂(18)、砝码(20)、销钉支撑套(21)和数显装置套装(30)；数显装置套装(30)由数显底座(31)、螺栓C(32)、数显装置(33)、数显尺(34)、数据线(35)、螺母G(36)、测量滑块(37)、角形连接件(38)、螺母G(38)、螺栓E(39)、螺栓D(40)和螺栓F(41)组成；装置不使用时，压板组件(7)与底座(1)的台面平行贴合，锁扣(16)将提升手柄(15)的槽(73)端锁定，砝码(20)置于加载杆(8)的台阶(52)上，销钉(6)插于加载杆(8)的任一孔D(53)中。
参照附图2、附图4、附图5、附图6、附图7、附图8和附图9，一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪的组装顺序为：主立柱(2)和支撑立柱(3)固定于底座(1)上，将压板组件(7)经导向套(42)安装于主立柱(2)和支撑立柱(3)上，导向套(42)与主立柱(2)和支撑立柱(3)为间隙配合，压板组件(7)可在垂直方向上沿主立柱(2)和支撑立柱(3)自由滑动；
将导向支架(9)安装于主立柱(2)的中间部位和支撑立柱(3)的上端，分别由螺母F(19)和螺母B(11)旋紧固定；
加载杆(8)的孔E(54)端穿过导向支架(9)的加载杆导向套(48)，插入压板组件(7)上连接套(43)的孔中，通过压板组件(7)上长槽(44)和加载杆(8)的孔E(54)由螺栓A(4)和螺母A(5)连接在一起；
通过孔F(81)将悬臂(18)套入支撑立柱(3)并由螺母E(17)锁紧，悬臂(18)的悬空端由孔G(83)与加载杆(8)的光杆部分活动配合，将提升手柄(15)用螺栓B(13)和螺母D(14)通过连接孔(72)与悬臂(18)的手柄固定座(84)固定在一起，安装时加载杆(8)的螺纹端(51)穿过提升手柄(15)的槽(73)；
将套环(10)的凸轮形杆(62)端向下套入加载杆(8)的螺纹端(51)，用螺母C(12)锁紧；将锁扣(16)置入悬臂(18)的锁扣槽(82)中，用于锁紧提升手柄(15)。
安装时要求悬臂(18)孔G(83)中心线、导向支架(9)加载杆导向套(48)中心线、加载杆(8)中心线和压板组件(7)连接套(43)中心线完全对齐处于同一竖直线上，以保证加载杆(8)的自由提升以及蠕变测试时砝码(20)可以均匀地加载在压板组件(7)的压板(46)上。
数显装置套装(30)安装于底座(1)和悬臂(18)一侧，测量滑块(37)通过角形连接件(38)与压板(46)连接，测量滑块(37)与压板组件(7)同步移动。
数显装置套装(30)的安装：先将角形连接件(38)用两组螺栓D(40)和螺母G(36)固定于压板组件(7)的连接板(45)上；将数显底座(31)用螺钉安装于悬臂(18)的横梁数显座(85)上；将数显尺(34)分别用螺栓C(32)和螺栓E(39)竖直固定于悬臂(18)的螺纹孔(86)和底座的螺纹孔中；再将测量滑块(37)通过螺栓F(41)与角形连接件(38)固定，实现压板组件(7)与测量滑块(37)的共同运动；调整数据线(35)的位置，将数显装置(33)扣于数显底座(31)上。
参照附图2，底座(1)上表面有互相垂直的对称刻度(23)。
参照附图3、附图4、附图7和附图8，当装置使用时需将压板组件(7)提升，先将砝码(20)从加载杆(8)的台阶(52)上取下，然后将锁扣(16)移位解除提升手柄(15)的锁定；下压提升手柄(15)的手柄杆(71)，提升手柄(15)的槽(73)端与套环(10)的凸轮形杆(62)接触，推动加载杆(8)向上运动，压板组件(7)在主立柱(2)和支撑立柱(3)的导向作用下向上提升，数显装置套装(30)中的测量滑块(37)会与压板组件(7)共同升降，并在数显装置(33)显示实时的压板(46)高度数值；由于压板组件(7)上的长槽(44)，加载杆(8)提升压板组件(7)时会有一段空行程。
参照附图4，压板组件(7)包含导向套(42)、连接套(43)、长槽(44)、连接板(45)和压板(46)五个部分，其中：压板(46)和导向套(42)整体对称，连接板(45)位于压板(46)耳部一侧，连接套(43)为管状结构，位于压板(46)的中心部位，在连接套(43)的管状侧壁上有对称分布的长槽(44)；压板(46)的最大测量面积为200mm×200mm，最小测量面积为50mm×50mm。
参照附图5，导向支架(9)整体呈对称形式，由两端带有孔A(47)和孔B(49)板状结构和中间的加载杆导向套(48)组成，加载杆导向套(48)为管状结构，在其上端侧壁上有对称分布的一对孔C(50)。
参照附图6，加载杆(8)主体为中部带有台阶(52)的圆形长杆，一端为螺纹(51)，另一端部带有孔E(54)，在孔E(54)与台阶(52)之间有规则排列的九个孔D(53)，台阶(52)用于放置砝码(20)。
参照附图7，套环(10)由圆管(61)和对称凸轮形杆(62)组成，应用时凸轮形杆(62)的小圆部位与提升手柄(15)的槽(73)端平面接触。
参照附图8，提升手柄(15)包含手柄杆(71)、连接孔(72)和槽(73)，手柄杆(71)用于加载使力，连接孔(72)用于和悬臂(18)的手柄固定座(84)连接，槽(73)使加载杆(8)端头穿过，并保证提升手柄(15)运动时加载杆(8)提升高度。
参照附图9，悬臂(18)上包含有孔F(81)、锁扣槽(82)、孔G(83)、手柄固定座(84)、横梁数显座(85)和螺纹孔(86)，孔F(81)用于悬臂(18)主立柱(2)顶部的穿入固定，孔G(83)可使加载杆(8)沿竖直方向上下运动，锁扣槽(82)用于安装锁扣(16)，手柄固定座(84)用于安装提升手柄(15)，横梁数显座(85)用于安装数显底座(31)，螺纹孔(86)用于安装数显尺(34)。
实施例一，塑料泡沫的厚度测试。
参照附图10、附图4、附图5、附图6和附图8，当装置用于塑料泡沫的厚度测试时，先将砝码(20)从加载杆(8)的台阶(52)上取下，压板组件(7)的压板(46)与底座(1)的台面完全贴合，将数显装置套装(30)中的数显装置(33)数据调零；下压提升手柄(15)的手柄杆(71)提升压板组件(7)的压板(46)高于被测样品(22)厚度，将裁切成一定厚度的规则正方形样品(22)置于压板(46)的正下方，参考刻度(23)放置；将销钉(6)通过置于导向支架(9)上的销钉支撑套(21)插入加载杆(8)的孔D(53)中，孔D(53)的位置可根据塑料泡沫的厚度选择；销钉(6)插入孔D(53)后，保证螺栓A(4)处于压板组件(7)长槽(44)的中间位置，即加载杆(8)既不给压板组件(7)向下的压力，也不给向上的提升力，保证被测样品(22)只在压板组件(7)重力的作用下，从数显装置(33)直接得到样品(22)的厚度数据。
实施例二，塑料泡沫的蠕变测试。
参照附图11、附图4和附图5，当装置用于塑料泡沫的压缩蠕变测试时，首先应用本装置测试将被测样品的厚度，然后将销钉(6)从导向支架(9)上的销钉支撑套(21)以及加载杆(8)的孔D(53)中拔出，使加载杆(8)在通过压板组件(7)的连接套(43)直接作用于压板(46)；根据压缩蠕变测试的载荷要求，选择合适的加载砝码(20)将其放置于加载杆(8)的台阶(52)上，砝码(20)、加载杆(8)以及压板组件(7)的组合重量为被测样品(22)压缩蠕变测试的载荷；此时将数显装置套装(30)中的数显装置(33)数据调零，并设置数显装置(33)为向下记录厚度减小数据，每隔一段时间记录数显装置(33)的数据，即可得到样品(22)在该载荷下蠕变随时间变化的数据。

Claims (8)

1.一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于主要包含底座(1)、主立柱(2)、支撑立柱(3)、压板组件(7)、加载杆(8)、导向支架(9)、套环(10)、提升手柄(15)、锁扣(16)、悬臂(18)、砝码(20)、销钉支撑套(21)和数显装置套装(30)；
所述的主立柱(2)和支撑立柱(3)安装在底座(1)上，压板组件(7)通过导向套(42)安装于主立柱(2)和支撑立柱(3)上，在主立柱(2)和支撑立柱(3)上安装有导向支架(9)，在主立柱(2)顶端安装有悬臂(18)，加载杆(8)穿过悬臂(18)的孔G(83)和导向支架(9)的加载杆导向套(48)中，并与压板组件(7)的连接套(43)相连接，悬臂(18)上的提升手柄(15)槽(73)穿过加载杆(8)端头，套环(10)安装于加载杆(8)顶端，锁扣(16)置入悬臂(18)的锁扣槽(82)中，砝码(20)置于加载杆(8)的中部台阶(52)上；
所述的数显装置套装(30)安装于底座(1)和悬臂(18)一侧，测量滑块(37)通过角形连接件(38)与压板(46)连接，测量滑块(37)与压板组件(7)同步移动。
2.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于底座(1)上表面有互相垂直的对称刻度(23)。
3.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于压板组件(7)包含导向套(42)、连接套(43)、长槽(44)、连接板(45)和压板(46)五个部分，其中：压板(46)和导向套(42)整体对称，连接板(45)位于压板(46)耳部一侧，连接套(43)为管状结构，位于压板(46)的中心部位，在连接套(43)的管状侧壁上有对称分布的长槽(44)；压板(46)的最大测量面积为200mm×200mm，最小测量面积为50mm×50mm。
4.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于导向支架(9)整体呈对称形式，由两端带有孔A(47)和孔B(49)板状结构和中间的加载杆导向套(48)组成，加载杆导向套(48)为管状结构，在其上端侧壁上有对称分布的一对孔C(50)。
5.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于加载杆(8)主体为中部带有台阶(52)的圆形长杆，一端为螺纹(51)，另一端部带有孔E(54)，在孔E(54)与台阶(52)之间有规则排列的九个孔D(53)，台阶(52)用于放置砝码(20)。
6.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于套环(10)由圆管(61)和对称凸轮形杆(62)组成。
7.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于提升手柄(15)包含手柄杆(71)、连接孔(72)和槽(73)，手柄杆(71)用于加载使力，连接孔(72)用于和悬臂(18)的手柄固定座(84)连接，槽(73)使加载杆(8)端头穿过，并保证提升手柄(15)运动时加载杆(8)提升高度。
8.根据权利要求1所述的一种包装用塑料泡沫厚度及压缩蠕变测试仪，其特征在于悬臂(18)上包含有孔F(81)、锁扣槽(82)、孔G(83)、手柄固定座(84)、横梁数显座(85)和螺纹孔(86)，孔F(81)用于悬臂(18)主立柱(2)顶部的穿入固定，孔G(83)可使加载杆(8)沿竖直方向上下运动，锁扣槽(82)用于安装锁扣(16)，手柄固定座(84)用于安装提升手柄(15)，横梁数显座(85)用于安装数显底座(31)，螺纹孔(86)用于安装数显尺(34)。
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